慢性腦缺血患者CT腦灌注參數與頸動脈狹窄程度的相關性

梁毅 石慧鈴 李良 郭家俊 任海燕

【摘要】 目的：探討慢性腦缺血（CCI）患者CT腦灌注參數與頸動脈狹窄程度的相關性。方法：收集2019年1月-2020年6月本院臨床擬診為CCI的患者52例，均接受全腦CT灌注成像（CTP）和頭頸部CTA檢查，測量患側和健側額葉、顳葉、基底節區的腦血流量（CBF）、腦血容量（CBV）、平均通過時間（MTT）、達峰時間（TTP）。計算各灌注參數的相對比值（rCBF、rCBV、rMMT、rTTP），分析頸動脈狹窄程度。Spearman分析灌注不足組患者灌注參數相對比值與頸動脈狹窄程度的相關性。結果：納入本研究的52例患者中，灌注不足組32例，灌注正常組20例。灌注不足組與灌注正常組頸動脈狹窄程度比較，差異有統計學意義（P<0.05）。灌注不足組各測量區域rCBF均較灌注正常組降低，rMTT、rTTP均較灌注正常組延遲，差異均有統計學意義（P<0.05）;兩組各測量區域rCBV比較，差異無統計學意義（P>0.05）。腦灌注不足組中不同程度頸動脈狹窄患者最低灌注區各灌注參數比較，差異均有統計學意義（P<0.05）。灌注不足組患者rCBF、rCBV與頸動脈狹窄程度均呈負相關（P<0.05），rMTT、rTTP與頸動脈狹窄程度均呈正相關（P<0.05）。結論：CCI患者CT腦灌注參數與頸動脈狹窄程度存在一定相關性，可為臨床早期診斷和預防CCI發生發展提供影像學依據。

【關鍵詞】 慢性腦缺血 頸動脈狹窄 灌注成像 體層攝影術 X線計算機

[Abstract] Objective： To investigate the correlation between CT cerebral perfusion parameters and degree of carotid artery stenosis in patients with chronic cerebral ischemia （CCI）. Method： A total of 52 patients clinically suspected to be CCI in our hospital from January 2019 to June 2020 were collected. They all underwent whole brain CT perfusion imaging （CTP） and head and neck CTA. The cerebral blood flow （CBF）， cerebral blood volume （CBV）， mean transit time （MTT） and time to peak （TTP） of the affected and healthy frontal lobe， temporal lobe and basal ganglia were measured. The relative ratio of each perfusion parameter （rCBF， rCBV， rMMT， rTTP） were calculated， the degree of carotid artery stenosis was analyzed. Spearman analyzed the correlation between the relative ratio of perfusion parameters and the degree of carotid artery stenosis in patients in the hypoperfusion group. Result： Among the 52 patients included in this study， 32 were in the hypoperfusion group and 20 were in the normal perfusion group. Comparison of carotid stenosis between hypoperfusion group and normal perfusion group， the difference was statistically significant （P<0.05）. The rCBF of each measurement area in the hypoperfusion group were lower than those in the normal perfusion group， the rMMT and rTTP were delayed than those in the normal perfusion group， the differences were statistically significant （P<0.05）. Comparison of rCBV in each measurement area between the two groups， there were no significant differences （P>0.05）. Comparison of perfusion parameters in the lowest perfusion area of patients with different degrees of carotid artery stenosis in the cerebral hypoperfusion group， the differences were statistically significant （P<0.05）. In the hypoperfusion group， rCBF and rCBV were negatively correlated with the degree of carotid stenosis （P<0.05）， rMMT and rTTP were positively correlated with the degree of carotid stenosis （P<0.05）. Conclusion： There is a certain correlation between CT cerebral perfusion parameters and the degree of carotid stenosis in patients with CCI， which can provide imaging basis for early clinical diagnosis and prevention of CCI.

[Key words] Chronic cerebral ischemia Carotid artery stenosis Perfusion imaging Tomography X-ray computed

First-author’s address： Jiangbin Hospital of Guangxi Zhuang Autonomous Region， Nanning 530021， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2021.25.037

慢性腦缺血（chronic cerebral ischemia，CCI）是由于各種原因所致腦血流灌注長期持續性低于生理閾值，而引起的一系列以輕微腦功能異常為主的慢性腦病。常規CT和MR檢查往往無陽性發現，但患者臨床癥狀明顯。研究表明，CCI極易發展為短暫性腦缺血發作和腦梗死，同時還與認知障礙性疾病密切相關[1-2]。因此，早期診斷和干預對延緩或避免CCI向腦梗死發展具有積極意義。近年來，國內外學者對頸動脈狹窄所致急性缺血性腦血管病的腦組織血流灌注改變研究較多[3-5]，但對CCI患者CT腦灌注參數與頸動脈狹窄相關性的研究報道較少。本研究通過應用CT灌注成像技術（CT perfusion，CTP）分析不同狹窄程度頸動脈狹窄合并CCI患者的腦灌注參數變化情況，旨在探討CCI患者CT腦灌注參數與頸動脈狹窄程度的相關性。現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2019年1月-2020年6月廣西壯族自治區江濱醫院收治的因頭暈、頭痛、記憶力下降等癥狀而臨床擬診為CCI的患者52例，男33例，女19例;年齡38～81歲，平均（61.0±9.0）歲。（1）納入標準：①根據《中國腦血管疾病分類2015》[6]，臨床表現符合慢性腦缺血診斷;②神經系統檢查無局灶性癥狀和體征;③常規CT或MRI檢查未見異常，或僅有輕度腦萎縮及腦白質脫髓鞘改變。（2）排除標準：①有嚴重心臟病、肝衰竭或腎功能不全;②有碘過敏史;③圖像質量差，不能滿足診斷;④其他疾病嚴重癥狀。患者或家屬均被告知相關情況并簽署知情同意書，研究經本院倫理學委員會批準。

1.2 方法

1.2.1 儀器和方法 采用德國西門子Siemens Definition Flash CT，患者取仰臥位，頭部固定，檢查時避免吞咽動作。先行全腦CTP掃描，3 min后再行頭頸部CTA檢查。

1.2.2 全腦CTP掃描參數 管電壓80 kV，管電流150 mAs，X線管轉速0.28 s/r，掃描層厚為5.0 mm。掃描范圍為頸1椎體下緣至顱頂，掃描線與顱底平行。使用雙筒高壓注射器經肘正中靜脈團注非離子型對比劑歐乃派克（350 mgI/mL）50 mL，給藥速率為5.0 mL/s，后以相同速率推注生理鹽水20 mL。注射對比劑后5 s進行全腦動態容積掃描，總掃描時間為44.81 s，時間序列為：0～21.00 s為第一掃描時相，間隔時間為1.50 s，共掃描14次;21.00～45.00 s為第二掃描時相，間隔時間為3.00 s，共掃描8次。所得原始數據以卷積核D23f重建為層厚5.0 mm、層間距5.0 mm的圖像，用于腦灌注分析。

1.2.3 頭頸部CTA掃描參數 管電壓100 kV，管電流135 mAs，X線管轉速0.28 s/r，掃描層厚為0.6 mm。使用雙筒高壓注射器經肘正中靜脈團注非離子型對比劑歐乃派克（350 mgI/mL）45 mL，給藥速率為4.0 mL/s，后以相同速率推注生理鹽水20 mL。采用Bolus-tracking法觸發掃描技術，掃描范圍為主動脈弓至顱頂，掃描線與顱底平行。所得原始數據以卷積核I26f重建為層厚0.6 mm、層間距0.6 mm的圖像，用于頸動脈狹窄程度評估。

1.2.4 圖像處理 將全腦CTP原始數據導入Syngo.via工作站CT灌注軟件進行圖像處理，選取左側（健側）頸內動脈C7段作為輸入動脈，竇匯作為輸出靜脈，經計算機彩色編碼處理后得到腦血流量（CBF）、腦血容量（CBV）、平均通過時間（MTT）、達峰時間（TTP）等灌注參數的偽彩圖，分別在一側額葉、顳葉、基底節分別設置感興趣區，獲取該側感興趣區CBF、CBV、MTT、TTP灌注參數值。以腦中線為對稱軸在對側大腦半球等距離處設置另一組感興趣區，獲得對側感興趣區CBF、CBV、MTT、TTP灌注參數值。比較兩個對稱感興趣區的灌注參數值差異，將CBF較低者定義為患側，計算各灌注參數相對比值（rCBF、rCBV、rMTT、rTTP），灌注參數相對比值=患側灌注參數值/健側灌注參數值。另外，將頭頸部CTA原始數據導入Syngo.via工作站CT血管軟件進行圖像處理，重建頸總動脈和頸內動脈的MIP和VR圖像，觀察雙側頸動脈管腔狹窄程度。

1.2.5 圖像分析 由2位具有10年以上神經血管影像診斷經驗的醫師采用獨立盲法對腦灌注情況和頸動脈管腔狹窄程度進行評估。腦實質至少兩個連續層面灌注減低且患側感興趣區與健側感興趣區灌注參數差值大于10%[7]，則認為灌注不足。同時，將存在最低rCBF的感興趣區作為最低灌注區，記錄最低灌注區的各項灌注參數相對比值（最低rCBF、rCBV及最高rMTT、rTTP）。頸動脈狹窄程度評價方法參照北美癥狀性頸動脈內膜切除術試驗（NASCET）標準[8]，即：狹窄率=（1-頸動脈最狹窄處血管直徑/狹窄病變遠端正常頸動脈內徑）×100%。狹窄程度分為無狹窄（無血管阻塞）、輕度狹窄（狹窄率<50%）、中度狹窄（狹窄率50%～69%）、重度狹窄（狹窄率≥70%），每例患者以頸動脈管腔最高狹窄程度為準。若評估判斷不一致，則與第3位高年資醫師協商一致決定。

1.3 觀察指標 納入本研究的52例患者中，灌注不足組32例，灌注正常組20例。比較灌注不足組與灌注正常組頸動脈狹窄程度;比較灌注不足組與灌注正常組患者不同區域灌注參數;比較腦灌注不足組中不同程度頸動脈狹窄患者最低灌注區各灌注參數;分析灌注不足組患者各灌注參數與頸動脈狹窄程度的相關性。

1.4 統計學處理 采用SPSS 19.0軟件對所得數據進行統計分析，計量資料用（x±s）表示，比較采用t檢驗，多組數據比較采用方差分析;計數資料以率（%）表示，比較采用字2檢驗，等級資料組間比較采用Mann-Whitney U檢驗。腦灌注參數與頸動脈狹窄程度的相關性分析采用Spearman等級相關分析。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 灌注不足組與灌注正常組頸動脈狹窄程度比較 灌注不足組與灌注正常組頸動脈狹窄程度比較，差異有統計學意義（Z=-3.259，P=0.001），見表1。

2.2 灌注不足組與灌注正常組患者不同區域灌注參數比較 灌注不足組各測量區域rCBF均較灌注正常組降低，rMTT、rTTP均較灌注正常組延遲，差異均有統計學意義（P<0.05）;兩組各測量區域rCBV比較，差異無統計學意義（P>0.05），見表2。

2.3 典型案例 男，58歲，頭痛、頭暈半年余。影像學檢查見圖1～3。

2.4 腦灌注不足組中不同程度頸動脈狹窄患者最低灌注區各灌注參數比較 腦灌注不足組中不同程度頸動脈狹窄患者最低灌注區各灌注參數比較，差異均有統計學意義（P<0.05），見表3。

2.5 灌注不足組患者各灌注參數與頸動脈狹窄程度的相關性分析 灌注不足組患者rCBF、rCBV與頸動脈狹窄程度均呈負相關（P<0.05），rMTT、rTTP與頸動脈狹窄程度均呈正相關（P<0.05），見表4。

3 討論

目前的研究表明，動脈粥樣硬化引起的頸動脈系統血管痙攣、狹窄或閉塞是CCI的主要病因。頸動脈狹窄或閉塞能使頸動脈發生血流動力學改變，繼而引發腦血流量持續減少，出現頭暈、頭痛等癥狀。如果不及時加以糾正，可能引起短暫性腦缺血發作（transient ischemic attack，TIA）、腦卒中、血管性認知障礙，甚至癡呆[9-10]。因此，及時有效評估頸動脈狹窄程度與腦血流灌注情況，可為臨床早期干預CCI發生發展提供可靠影像依據。

本研究結果顯示，灌注不足組與灌注正常組頸動脈狹窄程度比較，差異有統計學意義（P<0.05）。這表明頸動脈狹窄與CCI的發生存在著密切的聯系。頸動脈是腦部的重要供血動脈，其管腔狹窄會導致頸動脈血流灌注壓降低，繼而使遠端腦血管床發生血流動力學改變。由于腦血管具有自身適應調節和側支循環代償機制，腦組織能通過腦循環儲備機制來維持腦血流灌注平衡。因此，多數頸動脈輕度狹窄患者在病變早期可不出現腦灌注不足的表現。隨著頸動脈血流灌注壓持續降低，腦血管儲備能力會逐漸下降，容易發展成為CCI。CCI是腦血流灌注長期低于生理閾值，但尚未達到腦組織缺血性梗死的狀態。這種長期低灌注狀態可使腦組織出現葡萄糖利用率下降和蛋白質合成障礙，同時引發一系列神經功能障礙，而神經元不會出現永久性損傷[11-12]。

CTP作為一種快速、高效、無創的功能學成像技術，能及時有效反映腦血流動力學變化狀況，在評價CCI方面具有良好的相關性[13]。CBF和CBV兩者關系反映了腦缺血的程度及腦血管的代償能力。CBV增高提示腦血管的代償能力良好，而CBV降低越明顯，提示腦血管的代償能力越差，發生TIA和腦梗死的風險性越高。MTT延長提示腦灌注壓下降和腦血管儲備能力受損，而TTP延長是側支循環建立和血管流速減慢共同作用的結果。MTT、TTP對鑒別缺血腦組織和正常腦組織具有很高的敏感性，但在評估腦缺血損害程度和預測腦梗死轉化風險等方面不如CBF和CBV[14-15]。本研究結果顯示，灌注不足組各測量區域rCBF均較灌注正常組降低，rMTT、rTTP均較灌注正常組延遲，差異均有統計學意義（P<0.05）;兩組各測量區域rCBV比較，差異無統計學意義（P>0.05），表明CCI患者存在腦血流低灌注和血管儲備能力受損，并可導致腦組織葡萄糖利用率下降和蛋白質合成受阻，繼而出現輕微神經功能障礙相關癥狀。而本研究中兩組各測量區域rCBV比較，差異無統計學意義（P>0.05），說明CCI患者腦血管尚具有良好的代償能力，可依靠小血管代償性擴張或建立側支循環來維持正常血供。但是，由于腦灌注壓降低和血管流速減慢，腦循環長期處于代償狀態，其血管儲備量已不能維持正常腦供血量，當腦供血量減少或腦耗氧量增加時，CCI患者容易發生腦梗死。

頸動脈狹窄嚴重程度與腦組織血流動力學改變存在不同程度的相關性。周海生等[16]研究發現，單側頸動脈重度狹窄與輕、中度狹窄所致CCI患者間灌注參數存在顯著差異。本研究結果顯示，腦灌注不足組中不同程度頸動脈狹窄患者最低灌注區各灌注參數比較，差異均有統計學意義（P<0.05），與文獻[17]報道基本一致。頸動脈狹窄發生后，患側CBF會逐漸降低，MTT、TTP相對延遲，健側血管通過側支循環向患側代償供血，患側CBV可維持正常或輕度升高。隨著頸動脈狹窄程度加重，患側CBF降低愈加明顯，健側血管向患側分流也會增加，腦血管代償能力逐漸減弱，導致患側CBV降低，MTT、TTP明顯延長。當腦血管代償能力達到極限時，健側血管灌注壓無法滿足自身側腦血供需求，從而引發健側腦組織出現低灌注改變。馮瑞等[18]研究認為，由于血管代償程度及血流灌注階段不同，健側缺血程度與患側存在差異。本研究采用患側與健側灌注參數比值作為觀察指標，其數值變化代表了相應血管代償階段的腦組織血流動力學改變，得到的數據更能反映不同程度頸動脈狹窄對CCI患者腦血流灌注的影響。

本研究同時顯示，灌注不足組患者rCBF、rCBV與頸動脈狹窄程度呈負相關，rMTT、rTTP與頸動脈狹窄程度呈正相關。rCBF代表流經大腦特定區域的血流總量，rCBV代表腦組織微循環中的剩余血容量，而rMTT、rTTP延長主要是微循環障礙和血流速度減慢共同作用的結果[19]。張瑩等[20]研究認為，頸動脈狹窄程度越嚴重，全腦血流總量越少。隨著頸動脈狹窄程度的增加，其血流速度會逐漸減慢，全腦血流總量減少，腦組織血流灌注壓持續降低，最終導致CCI或腦梗死發生。相反，腦組織長期處于低灌注狀態也會使頸動脈血管外周阻力增加，血流速度減慢，血管內凝血因子及血小板逐漸沉積，進一步加重頸動脈狹窄程度。本研究結果表明，CCI患者頸動脈狹窄程度越嚴重，CBF、CBV值越低，MTT、TTP延長越明顯，頸動脈狹窄程度與CT灌注參數存在一定的相關性。本研究的不足在于CCI患者的灌注異常不只與頸動脈狹窄程度具有相關性，還可能與多種影響因素相關，如大腦中動脈狹窄、側支循環重建、多血管病變等，尚需更進一步研究。

綜上所述，CCI患者CT腦灌注參數與頸動脈狹窄程度存在一定相關性，可為臨床早期診斷和預防CCI發生發展提供影像學依據。

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（收稿日期：2020-12-16） （本文編輯：姬思雨）